CN108499472B - 缓凝减水型混凝土外加剂生产用混料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓凝减水型混凝土外加剂生产用混料装置，包括釜体、釜盖，所述釜盖盖合在所述釜体上，所述釜体为夹层结构，包括外壳体、内壳体以及所述外壳体、内壳体之间的空腔层；所述内壳体的内部空腔中自上而下依次设置有筛料板、接料盘、预研磨室、第一搅拌室、研磨/搅拌一体室。本发明可大大提高各原料之间的反应速度，且各原料之间反应和混合也更加彻底。
Description
技术领域
本发明涉及缓凝减水型混凝土外加剂生产设备技术领域，尤其涉及缓凝减水型混凝土外加剂生产用混料装置。
背景技术
混凝土外加剂按其主要功能分为四类：(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。(3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。(4)改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、着色剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。混凝土减水剂建材的一种化学助剂类，目前应用广泛用于混凝土的减水剂，化学名称为：亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物。
如专利申请号201410293780.3公开的缓凝减水剂，由以下重量份的原料混合而成：β-萘磺酸盐甲醛缩合物35-45、磺化丙酮-甲醛缩合物20-30、羟丙基甲基纤维素10-15、干酪素6-12、芒硝3-6、磺化煤焦油4-8、硼砂2-4、消石灰5-10、活性污泥8-14、氟硅酸钠5-10、油脚2.5-4.5、酒石酸2-3、钼酸锌3-5、磷酸三乙酯4-6、麦芽糊精2-4、甲基丙烯磺酸钠4-8、助剂3-6，其减水率在15％-20％。
又如专利申请号201410293780.3公开的缓超缓凝减水剂，组分的重量百分比如下：乙烯多胺烷基膦酸或其盐0.5-25％、膦丁烷三羧酸0.5-20％、减水剂20-50％、十二烷基硫酸钠0-0.5％，其余为水。其减水率在20％左右。
另外，混凝土外加剂在生产中一般都使用反应釜作为主要生产设备。目前，混凝土外加剂生产所用的反应釜搅拌部件大多数搅拌效率低，其原因主要为搅拌部件所能直接搅动反应液的体积小、固体原料易沉降至反应釜底部、反应原料之间接触面积小等，进而造成聚合效果不理想，影响引气减水型混凝土外加剂产品质量。另外，引气减水型混凝土外加剂生产过程中一般都通过加热来提高反应速度，现有的混料装置热量散失快，造成生产成本高，且浪费能源。专利申请201720037987.3的发明专利公开了一种混凝土外加剂反应釜，其通过设置四个搅拌轴来提高反应液的搅拌体积，进而提高搅拌效率，然而，其仅仅提高了搅拌体积，虽然在一定程度上提高了搅拌效率，但效果有限，难以对搅拌效率产生质的飞跃。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供搅拌效率高、热量散失少的缓凝减水型混凝土外加剂生产用混料装置。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种缓凝减水型混凝土外加剂，包括以下重量份原料制成：β-萘磺酸盐甲醛缩合物35-50份、磺化丙酮-甲醛缩合物30-40份、硬石膏8-10份、硫酸钙4-6份、甲基丙烯酸10-12份、芒硝5-9份、硬脂酸钙1-3份、辛基三乙氧基硅烷5-7份、聚甲基三乙氧基硅烷1-2份、羟丙基甲基纤维素5-10份、干酪素5-9份、蔗糖4-6份、皂角1-3份、苯甲酸1-2份、海藻酸钠2-4份、聚乙二醇1-2份、煤灰9-12份、水玻璃3-5份、淀粉7-9份。
本发明还公开一种生产上述混凝土外加剂的混料装置，包括釜体、釜盖，所述釜盖盖合在所述釜体上；所述釜体为夹层结构，包括外壳体、内壳体以及所述外壳体、内壳体之间的空腔层；所述内壳体的内部空腔中自上而下依次设置有筛料板、接料盘、预研磨室、第一搅拌室、研磨/搅拌一体室；在所述内壳体的腔体中还设置有自下而上依次贯穿所述研磨/搅拌一体室、第一搅拌室并伸入至所述预研磨室中的转轴；所述筛料板的一端与所述内壳体的内侧壁铰接，所述筛料板的另一端为自由端，所述自由端能与所述内壳体的内侧壁相吸附，所述筛料板的周边与内壳体的内侧壁无缝接触，在所述筛料板与所述内壳体的内侧壁的铰接处安装有扭簧，所述筛料板的刷网设置在靠近所述铰接的区域；所述接料盘为凹槽结构，其在竖直方向的投影将所述筛料板的刷网在竖直方向的投影完全覆盖；所述接料盘其侧面连通有两根弯曲管，两根所述弯曲管相向弯曲且其相交点限定至所述空腔层中，所述筛料板能顺时针旋转至其自由端落入两根所述弯曲管之间的空隙中；所述预研磨室内设置有预研磨装置，所述的预研磨装置包括研磨底座、支撑座和若干研磨球，所述的研磨底座为倒置的漏斗状，所述的研磨底座上设置有环形的研磨槽，所述的若干研磨球设置在研磨槽内，所述的若干研磨球都通过连接杆和支撑座连接，所述支撑座的中心处和转轴固定连接；所述第一搅拌室内设置有第一搅拌装置，所述的第一搅拌装置包括横轴、搅拌杆和翻料铲，所述的横轴上套接有第一锥形齿轮，所述的第一锥形齿轮上齿合有第二锥形齿轮，所述的第二锥形齿轮套接在转轴上，所述的搅拌杆固定在横轴上，所述的翻料铲固定在搅拌杆远离横轴的一端；两根所述弯曲管的相交点与所述第一搅拌室之间通过导管连通；在所述第一搅拌室的下部分割出一个物料中转腔，所述物料中转腔内设置有自上而下盘旋的蛇形通料管，所述蛇形通料管的上端与所述第一搅拌室连通，所述蛇形通料管的下端伸出所述第一搅拌室的底部至所述研磨/搅拌一体室中；所述预研磨室的下端与所述研磨/搅拌一体室之间通过输料管连通，所述输料管的局部通过所述空腔层；所述研磨/搅拌一体室内安装有第二研磨装置和第二搅拌装置，所述的第二研磨装置设置于第二搅拌装置上部，所述的第二研磨装置和预研磨装置结构相同，所述的第二搅拌装置和第一搅拌装置结构相同，所述研磨/搅拌一体室的底部设置有出料口，所述的出料口上安装有出料筛网，所述出料筛网的筛孔小于筛料板的筛孔。
优选的，所述的底座上安装有电机，所述电机的输出轴和转轴连接。
优选的，所述的研磨底座上设置有若干贯通研磨底座上下面的圆孔。
优选的，所述的翻料铲为内凹的矩形结构。
优选的，所述筛料板的自由端上安装有第三磁铁块，所述内壳体的内侧壁上安装有和第三磁铁块位置对应的第四磁铁块，所述第三磁铁块和第四磁铁块相对的一面极性相反，所述筛料板的自由端通过第三磁铁块和第四磁铁块的相互吸引实现与所述内壳体的内侧壁相吸附。
优选的，所述的第四磁铁块镶嵌于内壳体的内侧壁上，所述第四磁铁块和第三磁铁块相对的一面和内壳体的内侧壁面平齐。
本发明的优点在于：(1)采用本发明的缓凝减水型混凝土外加剂制备的混凝土，其缓凝效果好，缓凝时间在8h以上，其减水效果好，减水率高达25％以上；(2)本发明原料中的大颗粒原料经过研磨后再参与反应，可大大提高各原料之间的反应速度，且各原料之间反应和混合也更加彻底；(3)经过筛料板过滤后的原料在第一搅拌室中进行预混合和反应，可降低各原料在研磨/搅拌一体室中的反应时间，使得整个生产过程用时更短，提高生产效率；(4)搅拌轴配合连接杆和研磨球的搅拌作用，使得搅拌面积大、无死角，提高搅拌效率；(5)研磨/搅拌一体室中设置第二研磨装置，可进一步对颗粒状原料进行研磨，提高原料的利用率，生产出的缓凝减水型混凝土外加剂质量也更好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明内壳体内部的结构示意图。
图3为本发明筛料板的自由端向下运动时的结构示意图。
图4为本发明接料盘的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-2所示，本实施例公开一种混料装置，包括釜体1、釜盖2，进料口可以设置在釜盖2上，所述釜盖2盖合在所述釜体1上；所述釜体1为夹层结构，包括外壳体11、内壳体12以及所述外壳体11、内壳体12之间的空腔层13；所述内壳体12的内部空腔中自上而下依次设置有筛料板121、接料盘122、预研磨室123、第一搅拌室124、研磨/搅拌一体室125；在所述内壳体12的腔体中还设置有自下而上依次贯穿所述研磨/搅拌一体室125、第一搅拌室124并伸入至所述预研磨室123中的转轴126；所述筛料板121的一端与所述内壳体12的内侧壁铰接，所述筛料板121的另一端为自由端，所述自由端能与所述内壳体12的内侧壁相吸附，所述筛料板121的周边与内壳体12的内侧壁无缝接触，在所述筛料板121与所述内壳体12的内侧壁的铰接处安装有扭簧127，所述筛料板121的刷网设置在靠近所述铰接的区域；所述接料盘122为凹槽结构，其在竖直方向的投影将所述筛料板121的刷网在竖直方向的投影完全覆盖；如图4所示，所述接料盘122其侧面连通有两根弯曲管1221，两根所述弯曲管1221相向弯曲且其相交点限定至所述空腔层13中，所述筛料板121能顺时针旋转至其自由端落入两根所述弯曲管1221之间的空隙中；所述预研磨室123内设置有预研磨装置，所述的预研磨装置包括研磨底座1231、支撑座1232和若干研磨球1233，所述的研磨底座1231为倒置的漏斗状，所述的研磨底座1231上设置有环形的研磨槽1234，所述的若干研磨球1233设置在研磨槽1234内，所述的若干研磨球1233都通过连接杆1235和支撑座1232连接，所述支撑座1232的中心处和转轴126固定连接；所述第一搅拌室124内设置有第一搅拌装置，所述的第一搅拌装置包括横轴1241、搅拌杆1242和翻料铲1243，所述的横轴1241上套接有第一锥形齿轮1244，所述的第一锥形齿轮1244上齿合有第二锥形齿轮1245，所述的第二锥形齿轮1245套接在转轴126上，所述的搅拌杆1242固定在横轴1241上，所述的翻料铲1243固定在搅拌杆1242远离横轴1241的一端；两根所述弯曲管1221的相交点与所述第一搅拌室124之间通过导管1246连通；在所述第一搅拌室124的下部分割出一个物料中转腔1247，所述物料中转腔1247内设置有自上而下盘旋的蛇形通料管1248，所述蛇形通料管1248的上端与所述第一搅拌室124连通，所述蛇形通料管1248的下端伸出所述第一搅拌室1248的底部至所述研磨/搅拌一体室125中；所述预研磨室123的下端与所述研磨/搅拌一体室125之间通过输料管128连通，所述输料管128的局部通过所述空腔层13；所述研磨/搅拌一体室125内安装有第二研磨装置1251和第二搅拌装置1252，所述的第二研磨装置1251设置于第二搅拌装置1252上部，所述的第二研磨装置1251和预研磨装置结构相同，所述的第二搅拌装置1252和第一搅拌装置结构相同，所述研磨/搅拌一体室125的底部设置有出料口1253，所述的出料口1253上安装有出料筛网1254，所述出料筛网1254的筛孔小于筛料板121的筛孔。
本发明在进行缓凝减水型混凝土外加剂生产时，将生产原料优选为混凝土外加剂中非发生化学反应的原料通过进料口加入到反应釜中，生产原料首先经过筛料板，颗粒较大的固体原料由于筛料板的筛除作用而留在筛料板上部，随着筛出的大颗粒原料的增多，筛料板的自由端向下运动，大颗粒原料从筛料板的自由端向下滑落，经过两根弯曲管之间的间隙后进入预研磨室，利用预研磨装置进行初次研磨；粉末状、液态等原料从筛料板的筛孔进入接料盘，然后经过两根弯曲管和导管进入第一搅拌室中，在第一搅拌装置的搅拌作用下，各原料之间进行初步混合和反应，初步混合和反应后的原料经过物料中转腔后进入研磨/搅拌一体室，同时，经过预研磨室初次研磨后的部分固体原料通过输料管输送至研磨/搅拌一体室内，在研磨/搅拌一体室内，在第二搅拌装置的搅拌作用下完成各原料的反应和混合，反应及混合后的原料通过出料口输送至反应釜外，由于出料口上设置出料筛网，部分未反应或混合的颗粒状原料留在研磨/搅拌一体室中，通过第二研磨装置进行二次研磨，以使各原料反应和混合彻底。
由于在内壳体上设置筛料板，可筛除原料中的大颗粒物，使进入第一搅拌室中的原料颗粒度较小，进而增大固体颗粒物和各原料之间的接触面积，使得各原料在第一搅拌室中反应和混合更彻底、更迅速；由于预研磨室和预研磨装置的设置，使得大颗粒原料被筛除后在预研磨室进行初次研磨，经过初次研磨后的原料被送至研磨/搅拌一体室中参与反应，由于大颗粒原料颗粒度变小且其余原料经过了第一搅拌室的预反应，各原料在研磨/搅拌一体室中反应更迅速、更彻底，大大降低了各原料之间的反应和混合时间，由于物料中转腔中的通料管为蛇形通料管，可提高物料在第一搅拌室的停留时间，为预反应提供足够的反应和混合时间，由于第二研磨装置和出料筛网的设置，且出料筛网的筛孔小于筛料板的筛孔，部分未研磨彻底的颗粒原料被出料筛网留在研磨/搅拌一体室中，通过第二研磨装置进行二次研磨，使各原料之间混合和反应更彻底，原料利用率更高，进而使得生产出的缓凝减水型混凝土外加剂质量更好；另外，连接杆和研磨球在转动时还具有搅拌作用，配合搅拌轴，使得搅拌面积大、无死角，提高搅拌效率。
优选的，所述的底座3上安装有电机301，所述电机301的输出轴和转轴126连接。
电机固定在底座上，稳固性好，通过电机带动转轴转动，进而带动各研磨装置和搅拌装置运动。
优选的，所述的研磨底座1231上设置有若干贯通研磨底座1231上下面的圆孔1236。
研磨底座上设置有若干贯通研磨底座上下面的圆孔，有助于研磨底座上下位置处物料的混合。
优选的，所述的翻料铲1243为内凹的矩形结构。
翻料铲设计为内凹的矩形结构，配合横向设置的搅拌轴，可将沉降的固体原料提升至上部，进而增加原料间的接触面积，提高反应速度。
优选的，所述筛料板121的自由端上安装有第三磁铁块1211，所述内壳体12的内侧壁上安装有和第三磁铁块1211位置对应的第四磁铁块1212，所述第三磁铁块1211和第四磁铁块1212相对的一面极性相反，所述筛料板121的自由端通过第三磁铁块1211和第四磁铁块1212的相互吸引实现与所述内壳体12的内侧壁相吸附。
采用磁铁块异性相吸的原理使筛料板的自由端和内壳体的内侧壁相吸附，结构简单，易于实现。
优选的，所述的第四磁铁块1212镶嵌于内壳体12的内侧壁上，所述第四磁铁块1212和第三磁铁块1211相对的一面和内壳体12的内侧壁面平齐。
第四磁铁块嵌设于内壳体内侧壁内，稳固性好，同时内壳体内侧壁更平齐，方便物料滑落至预研磨室中。
实施例2
本实施例公开一种缓凝减水型混凝土外加剂，包括以下重量份原料制成：β-萘磺酸盐甲醛缩合物35份、磺化丙酮-甲醛缩合物30份、硬石膏8份、硫酸钙4份、甲基丙烯酸10份、芒硝5份、硬脂酸钙1份、辛基三乙氧基硅烷5份、聚甲基三乙氧基硅烷1份、羟丙基甲基纤维素5份、干酪素5份、蔗糖4份、皂角1份、苯甲酸1份、海藻酸钠2份、聚乙二醇1份、煤灰9份、水玻璃3份、淀粉7份。
实施例3
本实施例公开一种缓凝减水型混凝土外加剂，包括以下重量份原料制成：β-萘磺酸盐甲醛缩合物50份、磺化丙酮-甲醛缩合物40份、硬石膏10份、硫酸钙6份、甲基丙烯酸12份、芒硝9份、硬脂酸钙3份、辛基三乙氧基硅烷7份、聚甲基三乙氧基硅烷2份、羟丙基甲基纤维素10份、干酪素9份、蔗糖6份、皂角3份、苯甲酸2份、海藻酸钠4份、聚乙二醇2份、煤灰12份、水玻璃5份、淀粉9份。
实施例4
本实施例公开一种缓凝减水型混凝土外加剂，包括以下重量份原料制成：β-萘磺酸盐甲醛缩合物40份、磺化丙酮-甲醛缩合物35份、硬石膏9份、硫酸钙5份、甲基丙烯酸11份、芒硝7份、硬脂酸钙2份、辛基三乙氧基硅烷6份、聚甲基三乙氧基硅烷1份、羟丙基甲基纤维素7份、干酪素7份、蔗糖5份、皂角2份、苯甲酸1份、海藻酸钠3份、聚乙二醇1份、煤灰10份、水玻璃4份、淀粉8份。
将上述实施例2-4的原料以及适量的水投入至实施例1中的反应釜中，混合后，烘干，得到各个缓凝减水型混凝土外加剂。为了促进反应，将釜体加热至40-60℃，适量的水的重量份以上述实施例2-4重量份参照分别为18份、23份、16份。
采用添加实施例1-3的缓凝减水型混凝土外加剂和不添加缓凝减水型混凝土外加剂的方法分别制备混凝土，其减水等性能汇总见下表1。
表1
由表1可知，采用本发明的缓凝减水型混凝土外加剂制备的混凝土，其缓凝效果好，缓凝时间在8h以上，其减水效果好，减水率高达25％以上。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种缓凝减水型混凝土外加剂生产用混料装置，包括釜体、釜盖，所述釜盖盖合在所述釜体上；其特征在于，所述釜体为夹层结构，包括外壳体、内壳体以及所述外壳体、内壳体之间的空腔层；所述内壳体的内部空腔中自上而下依次设置有筛料板、接料盘、预研磨室、第一搅拌室、研磨/搅拌一体室；在所述内壳体的腔体中还设置有自下而上依次贯穿所述研磨/搅拌一体室、第一搅拌室并伸入至所述预研磨室中的转轴；所述筛料板的一端与所述内壳体的内侧壁铰接，所述筛料板的另一端为自由端，所述自由端能与所述内壳体的内侧壁相吸附，所述筛料板的周边与内壳体的内侧壁无缝接触，在所述筛料板与所述内壳体的内侧壁的铰接处安装有扭簧，所述筛料板的刷网设置在靠近所述铰接的区域；所述接料盘为凹槽结构，其在竖直方向的投影将所述筛料板的刷网在竖直方向的投影完全覆盖；所述接料盘其侧面连通有两根弯曲管，两根所述弯曲管相向弯曲且其相交点限定至所述空腔层中，所述筛料板能顺时针旋转至其自由端落入两根所述弯曲管之间的空隙中；所述预研磨室内设置有预研磨装置，所述的预研磨装置包括研磨底座、支撑座和若干研磨球，所述的研磨底座为倒置的漏斗状，所述的研磨底座上设置有环形的研磨槽，所述的若干研磨球设置在研磨槽内，所述的若干研磨球都通过连接杆和支撑座连接，所述支撑座的中心处和转轴固定连接；所述第一搅拌室内设置有第一搅拌装置，所述的第一搅拌装置包括横轴、搅拌杆和翻料铲，所述的横轴上套接有第一锥形齿轮，所述的第一锥形齿轮上齿合有第二锥形齿轮，所述的第二锥形齿轮套接在转轴上，所述的搅拌杆固定在横轴上，所述的翻料铲固定在搅拌杆远离横轴的一端；两根所述弯曲管的相交点与所述第一搅拌室之间通过导管连通；在所述第一搅拌室的下部分割出一个物料中转腔，所述物料中转腔内设置有自上而下盘旋的蛇形通料管，所述蛇形通料管的上端与所述第一搅拌室连通，所述蛇形通料管的下端伸出所述第一搅拌室的底部至所述研磨/搅拌一体室中；所述预研磨室的下端与所述研磨/搅拌一体室之间通过输料管连通，所述输料管的局部通过所述空腔层；所述研磨/搅拌一体室内安装有第二研磨装置和第二搅拌装置，所述的第二研磨装置设置于第二搅拌装置上部，所述的第二研磨装置和预研磨装置结构相同，所述的第二搅拌装置和第一搅拌装置结构相同，所述研磨/搅拌一体室的底部设置有出料口，所述的出料口上安装有出料筛网，所述出料筛网的筛孔小于筛料板的筛孔。
2.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于：所述的底座上安装有电机，所述电机的输出轴和转轴连接。
3.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于：所述的研磨底座上设置有若干贯通研磨底座上下面的圆孔。
4.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于：所述的翻料铲为内凹的矩形结构。
5.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于：所述筛料板的自由端上安装有第三磁铁块，所述内壳体的内侧壁上安装有和第三磁铁块位置对应的第四磁铁块，所述第三磁铁块和第四磁铁块相对的一面极性相反，所述筛料板的自由端通过第三磁铁块和第四磁铁块的相互吸引实现与所述内壳体的内侧壁相吸附。
6.根据权利要求5所述的混料装置，其特征在于：所述的第四磁铁块镶嵌于内壳体的内侧壁上，所述第四磁铁块和第三磁铁块相对的一面和内壳体的内侧壁面平齐。
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